WO1996014538A1 - Wärmeisolierender körper - Google Patents

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Definitions

  • heat-insulating bodies vacuum panels
  • a porous material can either consist of a porous bulk material or a hard foam.
  • the film usually consists of combinations of several layers, with the different layers solving different tasks, such as diffusion barrier against different gases and mechanical solidification.
  • EP-B-188 806 describes hard foams based on polyurethane (PUR) as filling material for vacuum panels.
  • PUR polyurethane
  • the problem with this method is to achieve the required open-cell character by precise formulation selection and by adhering to certain process parameters, since rigid PU foam materials are predominantly closed-cell.
  • Another problem with the use of rigid PU foams as a carrier material for vacuum panels is the outgassing of volatile components such as amines, blowing agents, and possibly also monomers.
  • an excellent carrier material for vacuum panels can be produced economically by producing a porous fill by grinding hard foams and processing them, similar to porous silicate fillings, into vacuum panels.
  • Rigid foams, such as those obtained when recycling valuable materials, are preferably used here, and the PU foam obtained when recycling refrigerators is particularly preferred.
  • the invention thus relates to a heat-insulating body consisting of a) a hard plastic foam crushed into powder and optionally an inorganic porous material and from
  • the plastic foam to be shredded is a polyurethane foam, which preferably comes from the recycling process of old refrigerators,
  • the plastic foam powder has a particle size of 0.01 mm to
  • the plastic foam powder has been freed from volatile constituents before being coated with the film by tempering at temperatures from 50 to 250 ° C., preferably at 120 to 200 ° C., if appropriate at low pressure,
  • the plastic foam powder is pre-pressed before being coated with the film at pressures of 0.5 to 5, preferably 1 to 3, and
  • a multilayer film preferably a polyethylene / aluminum film or polyethylene / polyvinyl alcohol film, is used as the covering film,
  • porous silicates are used as the inorganic porous material
  • all known foils for example combination foils, such as are also used in the production of commercially available vacuum panels, are suitable.
  • Examples include a combination of polyethylene foil with polyvinyl alcohol foil or polyethylene foil with aluminum foil
  • foams to be used according to the invention basically all hard plastic foams come into consideration. Hard polyurethane foams are preferred.
  • the foils used for vacuum panels already have a high Ga * tightness, they are still not a gas / vapor barrier. In particular, penetrating water vapor can have a negative influence on the vacuum and thus on the thermal insulation properties of the vacuum panel.
  • steam-absorbing substances such as, for example, those based on silicate or aluminum oxide, can also be used in amounts of 10 to 90, preferably 20 to 50% by weight.
  • the crushing of the rigid foam can, for example, done by grinding, grinding or tearing; if necessary, larger pieces of foam can also be simply crushed.
  • the fineness of the porosity can be adjusted according to the invention, on the one hand by the intensity of the grinding process, on the other hand by the fineness of the cell structure of the foam to be ground.
  • the foam powder may be advantageous to pre-press the foam powder at pressures of 0.5 to 5 bar, preferably 1 to 3 bar, in which case the compact is then processed into the vacuum panel.
  • Porous silicates are preferably used as the inorganic porous material that may be used according to the invention.
  • the porous inorganic porous material that may be used according to the invention.
  • Material is optionally used in an amount of 0.1 to 80% by weight, preferably 20 to 50% by weight, based on the hard plastic foam comminuted into powder.
  • 1,000 g PUR rigid foam powder - obtained from a dismantled old cooling device by grinding the foam contained therein - are pre-pressed at 2.5 bar.
  • the approximately 2 cm thick compact obtained in this way is cut to 40 * 40 cm after drying for 2 hours at 100 ° C. and then with a film consisting of the layers
  • the "pouch" filled with PUR flour is evacuated to 0.001 bar.
  • the edges of the film are welded under vacuum.
  • the vacuum panel thus obtained has a thermal conductivity coefficient ⁇ of 10 mW / ° Km.

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Abstract

Ein wärmeisolierender Körper besteht aus: a) einem zu Pulver zerkleinerten harten Kunststoffschaumstoff und gegebenenfalls einem anorganischen porösen Material und aus b) einer die Komponente a) umhüllenden Folie, wobei die die Komponente a) umhüllende Folie evakuiert und dann hermetisch versiegelt worden ist.

Description

Wärmeisolierender Körper
Es ist bekannt, wärmeisolierende Körper (Vakuumpaneele) aus einem porösen Material und einer allseitig umhüllenden gasdichten Folie herzustellen, wobei der durch das poröse Material gebildete "Hohlraum" evakuiert wird. Das poröse Material kann entweder aus einem porigen Schüttgut oder aber aus einem harten Schaumstoff bestehen. Die Folie besteht üblicherweise aus Kombinationen von mehreren Schichten, wobei durch die verschiedenen Schichten unterschiedliche Aufgaben, wie Diffusionssperre gegenüber verschiedenen Gasen und mechanische Verfestigung, gelöst werden.
Die meisten marktgängigen Vakuumpaneele haben einen Kern aus anorganischer Schüttung, üblicherweise auf Silikat-Basis.
In der EP-B-188 806 werden harte Schaumstoffe auf Polyurethan-(PUR)-Basis als Füllmaterial für Vakuumpaneele beschrieben. Das Problem bei diesem Verfahren ist, durch genaue Rezepturwahl und durch Einhalten bestimmter Verfahrens¬ parameter die erforderliche Offenzelligkeit zu erreichen, da PUR-Hartschaum Stoffe vorwiegend geschlossenzellig sind. Ein weiteres Problem bei der Verwendung von PUR-Hartschaumstoffen als Trägermaterial für Vakuumpaneele stellt das Ausgasen flüchtiger Bestandteile wie Amine, Treibmittel, evtl. auch Monomere, dar.
Ein Vorteil von harten PUR-Schaumstoffen gegenüber porösen anorganischen Schüttungen ist andererseits ihre genaue Dimensionierung als fertiges Vakuum¬ paneel, sowie ihre Maßhaltigkeit.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß man ein ausgezeichnetes Träger- material für Vakuumpaneele auf wirtschaftliche Weise herstellen kann, indem man durch Zermahlen von Hartschaumstoffen eine poröse Schüttung herstellt und diese - ähnlich wie poröse Silikatschüttungen - zu Vakuumpaneelen verarbeitet. Hierbei werden bevorzugt Hartschaumstoffe verwendet, wie sie beim Recycling von Wert¬ stoffen anfallen, und hierbei ist besonders bevorzugt der beim Recycling von Kühlschränken anfallende PUR-Schaumstoff.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein wärmeisolierender Körper, bestehend aus a) einem zu Pulver zerkleinerten harten Kunststoffschaumstoff und gegebe¬ nenfalls einem anorganischen porösen Material und aus
b) einer die Komponente a) umhüllenden Folie,
wobei die die Komponente a) umhüllende Folie evakuiert und dann hermetisch versiegelt worden ist.
Erfindungsgemäß bevorzugt ist, daß
der zu zerkleinernde Kunststoff-Schaumstoff ein Polyurethanschaumstoff ist, der vorzugsweise aus dem Recycling-Prozeß alter Kühlschränke stammt,
- das Kunststoff-Schaumstoff-Pulver eine Teilchengroße von 0,01 mm bis
1 mm hat,
das Kunststoff-Schaumstoff-Pulver vor der Umhüllung mit der Folie durch Tempern bei Temperaturen von 50 bis 250°C, vorzugsweise bei 120 bis 200°C, gegebenenfalls bei niedrigem Druck, von fluchtigen Bestandteilen befreit worden ist,
das Kunststoff-Schaumstoff-Pulver vor dem Umhüllen mit der Folie bei Drucken von 0,5 bis 5, vorzugsweise 1 bis 3 bar, vorgepreßt wird und
als umhüllende Folie eine mehrschichtige Folie, vorzugsweise eine Poly- ethylen/Aluminiumfolie oder Polyethylen/Polyvinylalkoholfolie, verwendet wird,
als anorganisches poröses Material poröse Silikate eingesetzt werden
Für das erfindungsgemaß hergestellte Vakuumpaneel kommen alle bekannten Fo¬ lien, z.B. Kombinationsfolien, wie sie auch bei der Herstellung von handels¬ üblichen Vakuumpaneelen verwendet werden, in Betracht Beispielhaft seien ge- nannt Kombination von Polyethylenfolie mit Polyvinylalkoholfo e oder Poly- ethylenfolie mit Aluminiumfolie Als erfindungsgemäß zu verwendende Schaumstoffe kommen grundsätzlich alle harten Kunststoff schäume in Betracht. Harte Polyurethanschaumstoffe sind bevor¬ zugt. Obgleich die für Vakuumpaneele verwendeten Folien bereits eine hohe Ga* - dichtigkeit besitzen, sind sie dennoch keine Gas-/Dampfsperre. Insbesondere ein- dringender Wasserdampf kann das Vakuum und damit die Wärmedämmeigen¬ schaften des Vakuumpaneels negativ beeinflussen. Um dies zu vermeiden, können erfindungsgemäß dampfabsorbierende Substanzen, wie z.B. solche auf Silikat- oder Aluminiumoxid-Basis in Mengen von 10 bis 90, vorzugsweise 20 bis 50 Gew.-%, mitverwendet werden.
Das Zerkleinern des Hartschaumstoffes kann erfindungsgemäß z.B. durch Mahlen, Schleifen oder Zerrupfen erfolgen; gegebenenfalls können auch größere Schaum¬ stücke einfach zerdrückt werden.
Die Feinheit der Porosität kann erfindungsgemäß eingestellt werden, einerseits durch die Intensität des Mahlvorganges, andererseits durch die Feinheit der Zell- Struktur des zu zermahlenden Schaumstoffes.
Erfindungsgemäß von Vorteil kann ein Vorpressen des Schaumstoff-Pulvers bei Drücken von 0,5 bis 5 bar, vorzugsweise 1 bis 3 bar, sein, wobei dann anschließend der Preßling zum Vakuumpaneel verarbeitet wird.
Als erfindungsgemäß gegebenenfalls einzusetzendes anorganisches poröses Mate- rial kommen vorzugsweise poröse Silikate in Betracht. Das poröse anorganische
Material wird gegebenenfalls in einer Menge von 0,1 bis 80 Gew.-%, vorzugs¬ weise von 20 bis 50 Gew.-%, bezogen auf den zu Pulver zerkleinerten harten Kunststoffschaum, mitverwendet.
Ausführungsbeispiel
1 000 g PUR-Hartschaummehl - gewonnen aus einem zerlegten Altkühlgerät durch Zermahlen des darin enthaltenen Schaumstoffes - werden bei 2,5 bar vorgepreßt. Der so erhaltene ca. 2 cm dicke Preßling wird nach 2stündigem Trocknen bei 100°C auf die Maße 40 * 40 cm geschnitten und anschließend mit einer Folie bestehend aus den Schichten
Polyethylen/Polyvinylalkohol/Polyethylen
umhüllt.
Der so erhaltene mit PUR-Mehl gefüllte "Beutel" wird auf 0,001 bar evakuiert. Unter Vakuum werden die Kanten der Folie verschweißt. Das so erhaltene Vakuum-Paneel hat eine Wärmeleitzahl λ von 10 mW/°Km.

Claims

Patentansprüche
1. Warmeisolierender Korper, bestehend aus
a) einem zu Pulver zerkleinerten harten Kunststoffschaumstoff und gegebenenfalls einem anorganischen porösen Material und aus
b) einer die Komponente a) umhüllenden Folie,
wobei die die Komponente a) umhüllende Folie evakuiert und dann her¬ metisch versiegelt worden ist
2. Warmeisolierender Korper gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zu zerkleinernde Kunststoff-Schaumstoff ein harter Polyurethan- Schaumstoff ist
3 Wärmeisolierender Korper gemäß Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeich¬ net, daß das Kunststoffschaumstoff-Pulver eine Teilchengröße von 0,01 bis 1 mm hat
4 Warmeisolierender Korper gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeich- net, daß das Kunststoffschaumstoff-Pulver vor der Umhüllung der Folie durch Tempern bei Temperaturen von 50 bis 250°C, vorzugsweise 120 bis 200°C, gegebenenfalls bei niedrigem Druck, von fluchtigen Bestandteilen befreit worden ist
5 Warmeisolierender Korper gemäß Anspruch 1 bis 4, dadurch gekenn- zeichnet, daß das Kunststoffschaumstoff-Pulver bei Drucken von 0,5 bis 5, vorzugsweise 1 bis 3 bar, vorgepreßt wird
6 Wärmeisolierender Korper gemäß Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeich¬ net, daß als umhüllende Folie eine mehrschichtige Folie, vorzugsweise eine Polyethylen/Aluminiumfohe oder Polyethylen/Polyvinylalkoholfolie, ver- wendet wird 7. Wärmeisolierender Körper gemäß Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als anorganisches poröses Material poröse Silikate eingesetzt werden.
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